城市軌道交通列車多編組運輸組織技術研究.pdf

1、隨著我國經濟的增長和城市化進程的推進，軌道交通建設進入了蓬勃發(fā)展時期。北京、上海和廣州等大城市的城市軌道交通已率先進入網絡化運營時代，2016年底我國已有21個城市擁有2條及其以上運營線路。與此同時，客流的不斷變化和時空不均衡性，增加了服務水平、運營安全和企業(yè)經濟效益各要素之間關系的復雜性，這對城市軌道交通網絡化運營工作提出了更高的要求。
　　多編組運營是城市軌道交通系統(tǒng)網絡化運營組織的重要方法。滿足客流時空分布不均衡性的要求，實

2、現(xiàn)運能與客流需求的有效匹配是網絡化運營工作的基礎。因此，合理運用城市軌道交通多編組運輸組織技術，有利于改善網絡化運營背景下城市軌道交通列車組織，提高城市軌道交通運營效率和服務水平。
　　本文在剖析既有文獻的基礎上，以多編組運輸組織技術為研究對象，調研國內軌道交通線路多編組運營實踐，分析了多編組運輸組織模式的影響因素;建立了多編組條件下的列車開行方案優(yōu)化模型、提出了基于多編組的列車滿載率均衡化方法以及多編組方案下的輸送能力加強策略。

3、
　　論文的主要工作及結論如下:
　　(1)從運營實踐角度出發(fā)，基于線路特征和客流特征，調研了國內城市軌道交通線路多編組運營現(xiàn)狀;從社會經濟效益、客流分布規(guī)律、行車條件、設施設備以及運力資源五個方面出發(fā)，分析了它們對我國軌道交通多編組運營模式的具體影響，為深化研究多編組運營問題奠定了基礎。
　　(2)在考慮線路通過能力、最小發(fā)車頻率、列車滿載率、站臺長度和車體保有量等約束的基礎上，以乘客出行費用和企業(yè)運營成本最小為目標

4、，構建了多編組條件下的軌道交通列車開行方案優(yōu)化模型。根據模型特點設計了基于Pareto搜索和信息熵評價的兩階段算法，并通過算例驗證了模型和算法的有效性，分析了多編組運營模式的適用范圍。算例分析表明，與傳統(tǒng)單一編組模式相比，針對客流不均衡系數(shù)為2.85的軌道交通線路，多編組運營模式使全日運營時段內的乘客總等待時間減少16％，車公里數(shù)和運營車輛數(shù)均減少17％，但全日上線車組數(shù)增加10％。這說明，多編組運營模式可以有效節(jié)省運用車輛數(shù)，提高乘客

5、服務水平，其代價是司乘人員的稍稍增加，該運營模式對全日客流時間分布不均衡性較大和能力相對富裕線路有較好適用性。
　　(3)針對多編組列車等間隔發(fā)車時，小編組列車過度擁擠而大編組列車利用率較低的現(xiàn)象，構建了考慮滿載率均衡性的多編組列車開行方案雙層規(guī)劃模型，上層模型為多編組列車開行方案優(yōu)化模型，旨在確定大小編組列車發(fā)車頻率;下層模型為滿載率均衡性優(yōu)化模型，旨在確定列車編組和發(fā)車間隔。根據模型特點，設計了嵌套遺傳算法求解。算例分析表明，

6、考慮滿載率均衡性時，多編組均衡發(fā)車方案下的列車編組輛數(shù)不宜相差過大，非均衡發(fā)車方案則受編組輛數(shù)影響較少，可以通過調整發(fā)車間隔的方法提高列車滿載率的時空均衡性。
　　(4)針對單條城市軌道交通線路輸送能力加強問題，在線路通過能力一定的條件下，提出了包含車輛購置成本、乘客出行費用和企業(yè)運營成本的廣義費用函數(shù)。在充分考慮最大購置次數(shù)、最小購置間隔以及最大購置輛數(shù)等約束條件的基礎上，以車輛購置年份和購置數(shù)量為決策變量，以規(guī)劃期內總廣義費用